專題三力與曲線運動1/48定位

五年考情分析Ⅰ卷T15(平拋運動規(guī)律)T17(同時衛(wèi)星周期)T18(力與運動關系)T25(平拋運動、圓周運動綜合)T17(圓周運動規(guī)律與動能定理綜合)T18(平拋運動規(guī)律)T21(登月探測器運行)T19(行星追及相遇問題)T20(圓周運動臨界問題)T25(平拋運動規(guī)律與勻強電場特點綜合)T20(航天器運行與變軌)T24(運動合成與分解)Ⅱ卷T14(圓周運動規(guī)律)T17(平拋運動與圓周運動綜合)T19(天體橢圓運動)T16(圓周運動向心力、向心加速度)T25(平拋運動、圓周運動綜合)T16(運動合成與分解)T15(平拋運動)T17(圓周運動規(guī)律應用)T18(天體密度計算)T20(航天器變軌)T21(生活中圓周運動)Ⅲ卷T14(衛(wèi)星運動周期、速率、向心加速度問題)T14(物理學史、行星運動規(guī)律)T20(圓周運動規(guī)律與動能定理綜合)T24(圓周運動規(guī)律與機械能守恒定律綜合)2/48專題定位本專題處理是曲線運動規(guī)律及其與牛頓運動定律綜合問題.高考對本專題考查頻率極高,力與天體運動部分以選擇題為主,難度適中;力與曲線運動部分,現有選擇題,也有計算題,難度中上.分解思想、合成法、正交分解法、臨界值思想是用到主要思想方法;拋體運動、圓周運動、直線運動組合問題及功效綜合問題等是考查重點.應考提議1.熟練掌握平拋和勻速圓周運動運動學公式及適用條件.2.利用運動合成和分解、動力學規(guī)律和功效關系處理直線運動、圓周運動、平拋運動組合性問題,分析銜接點速度是處理問題關鍵.3.利用兩個模型、兩條思緒是處理天體運動與航天問題基礎,重點關注我國航天工程最新成就.3/48第1講物體曲線運動4/48整合突破實戰(zhàn)5/48整合

網絡關鍵點重溫【網絡構建】6/48【關鍵點重溫】1.物體做曲線運動條件:當物體所受合外力方向跟它速度方向

時,物體做曲線運動.2.運動合成與分解運算法則:

定則.3.做平拋運動物體,平拋運動時間完全由

決定,t=.4.平拋(或類平拋)運動推論①任意時刻速度反向延長線一定經過此時水平位移

.不在同一條直線上平行四邊形高度中點7/485.水平面內圓周運動臨界問題(1)水平面內做圓周運動物體其向心力可能由彈力、摩擦力等力提供,常包括繩張緊與松弛、接觸面分離等臨界狀態(tài).(2)常見臨界條件:繩子松弛臨界條件是繩張力FT=

;接觸面滑動臨界條件是拉力F=Ffmax;接觸面分離臨界條件是接觸面間彈力FN=

.6.豎直平面內圓周運動兩種臨界問題(1)繩模型:半徑為R圓形軌道,物體能經過最高點條件是v≥

.(2)桿模型:物體能經過最高點條件是v>

.0008/48突破熱點考向聚焦熱點考向一運動合成與分解【關鍵提煉】1.運動合成與分解普通思緒(1)明確合運動或分運動運動性質.(2)明確是在哪兩個方向上合成或分解.(3)找出各個方向上已知物理量(速度、位移、加速度).(4)利用力與速度關系或矢量運算法則進行分析求解.2.分析運動合成與分解問題,要注意運動分解方向,普通情況按實際運動效果進行分解.繩關聯(lián)情景中,物體實際運動為合運動,對應速度為合速度;實際運動有兩個運動效果,一是使繩子伸長,二是使繩子轉動.3.小船過河時間t=,其中v垂為小船在靜水中速度沿垂直于河岸方向分速度.9/48【典例1】(·河南平頂山模擬)如圖所表示,在豎直平面xOy坐標系中,Oy豎直向上,Ox水平.設平面內存在沿x軸正方向恒定風力.一小球從坐標原點沿Oy方向豎直向上拋出,初速度為v0=4m/s,不計空氣阻力,抵達最高點位置如圖中M點所表示.(坐標格為正方形,g取10m/s2)求:10/48

(1)小球在M點速度v1大小;答案:(1)6m/s

11/48(2)在圖中定性畫出小球運動軌跡并標出小球落回x軸時位置N;解析:(2)由豎直方向對稱性可知,小球再經過t1到x軸,水平方向做初速度為零勻加速直線運動,在2t1時間內平均速度為v1,所以回到x軸時落到x=v1×2t1=12s0處,位置N坐標為(12,0).答案:(2)看法析圖12/48(3)小球抵達N點速度v2大小.13/48【拓展延伸】在“典例1”中,若將恒定風力改為電場力,且?guī)щ娦∏蛐敝M入電場.電場為沿x軸正方向、電場強度為E有界勻強電場,若質量為m,電荷量為q帶正電小球從O點以初速度v0沿與x軸負方向成θ角進入電場,如圖所表示,小球離開電場時速度方向豎直向下.求:

14/48(1)小球在電場中運動時間;答案:看法析15/48(2)出電場時沿水平方向及豎直方向位移大小.答案:看法析16/48【預測練習1】(·河北石家莊質檢)小船過河時,船頭與上游河岸夾角為α,其航線恰好垂直于河岸,已知船在靜水中速度為v,現水流速度稍有增大,為保持航線不變,且能按時抵達河對岸,以下辦法中可行是(

)A.減小α角,減小船速vB.減小α角,增大船速vC.增大α角,增大船速vD.增大α角,減小船速v解析:由題意可知,船在靜水中速度為v,其航線恰好垂直于河岸,當水流速度v水稍有增大,變成v水′,為保持航線不變,且按時抵達對岸,即v合大小方向都不變,那么船速由v變成v′,如圖所表示,可得α減小,v變大,選項B正確.B17/48熱點考向二拋體運動問題【關鍵提煉】1.求解平拋(類平拋)運動技巧(1)求解落點問題時,普通建立坐標系,由兩個方向遵照規(guī)律列出位移方程,由此確定其落點.(2)求解末速度大小和方向問題時,普通要建立水平分速度和豎直分速度之間關系,由此確定其末速度.(3)如圖所表示,分解某一過程位移和某一位置瞬時速度,則能夠取得兩個直角三角形.普通該類運動問題都能夠在這兩個直角三角形中處理.18/482.平拋運動與斜面相關兩個結論(2)若平拋物體垂直打在斜面上,則物體打在斜面上瞬間,其水平速度與豎直速度之比等于斜面傾角正切值.19/48BC20/48?審題突破?21/4822/4823/48【預測練習2】(·山東煙臺模擬)(多項選擇)“套圈”是一項老少皆宜體育運動項目.如圖所表示,水平地面上固定著3根直桿1,2,3,直桿粗細不計,高度均為0.1m,相鄰兩直桿之間距離為0.3m.比賽時,運動員將內圓直徑為0.2m環(huán)沿水平方向拋出,剛拋出時環(huán)平面距地面高度為1.35m,環(huán)中心與直桿1水平距離為1m.假設直桿與環(huán)中心位于同一豎直面,且運動中環(huán)心一直在該平面上,環(huán)面在空中保持水平,忽略空氣阻力影響,g取10m/s2.以下說法正確是(

)A.假如能夠套中直桿,環(huán)拋出時水平初速度不能小于1.8m/sB.假如能夠套中第2根直桿,環(huán)拋出時水平初速度在2.4m/s到2.8m/s之間C.如以2.3m/s水平初速度將環(huán)拋出,就能夠套中第1根直桿D.如環(huán)拋出水平速度大于3.3m/s,就不能套中第3根直桿AB

24/4825/48熱點考向三圓周運動問題【關鍵提煉】1.處理圓周運動問題關鍵(1)要進行受力分析,明確向心力起源,確定圓心以及半徑.2.對于豎直平面內圓周運動要注意區(qū)分“輕繩模型”和“輕桿模型”,明確兩種模型過最高點時臨界條件.3.處理豎直平面內圓周運動基本思緒是“兩點一過程”(1)“兩點”即最高點和最低點,在最高點和最低點對物體進行受力分析,確定向心力,依據牛頓第二定律列方程.(2)“一過程”即從最高點到最低點,往往由動能定理將這兩點速度聯(lián)絡起來.26/48【典例3】(多項選擇)如圖所表示,粗糙水平圓盤上,質量相等A,B兩物塊疊放在一起,隨圓盤一起做勻速圓周運動,則以下說法正確是(

)A.B向心力是A向心力2倍B.盤對B摩擦力是B對A摩擦力2倍C.A,B都有沿半徑向外滑動趨勢D.若B先滑動,則B對A動摩擦因數μA小于盤對B動摩擦因數μBBC27/4828/48BC29/4830/48熱點考向四平拋與圓周運動組合問題【關鍵提煉】平拋運動與圓周運動組合題,關鍵是找到二者速度關系.若先做圓周運動后做平拋運動,則圓周運動末速度等于平拋運動水平初速度;若物體平拋后進入圓軌道,圓周運動初速度等于平拋末速度在圓切線方向分速度.

31/48【典例4】(·全國Ⅱ卷,25)輕質彈簧原長為2l,將彈簧豎直放置在地面上,在其頂端將一質量為5m物體由靜止釋放,當彈簧被壓縮到最短時,彈簧長度為l.現將該彈簧水平放置,一端固定在A點,另一端與物塊P接觸但不連接.AB是長度為5l水平軌道,B端與半徑為l光滑半圓軌道BCD相切,半圓直徑BD豎直,如圖所表示.物塊P與AB間動摩擦因數μ=0.5.用外力推進物塊P,將彈簧壓縮至長度l,然后放開,P開始沿軌道運動.重力加速度大小為g.

32/48(1)若P質量為m,求P抵達B點時速度大小以及它離開圓軌道后落回到AB上位置與B點之間距離.33/4834/48(2)若P能滑上圓軌道,且仍能沿圓軌道滑下,求P質量取值范圍.35/48【拓展延伸】在“典例4”情景中,若P質量為m,在B點有另一小物塊Q,P抵達B點時與Q發(fā)生彈性正碰,碰后Q離開圓軌道恰好落回P開始沿軌道運動位置,求Q質量M與m關系.

36/4837/48【預測練習4】(·湖南株洲一模)如圖所表示,半徑為R光滑圓弧軌道AB固定在豎直平面內,O為圓心,OA與水平方向夾角為30°,OB在豎直方向.一個可視為質點小球從O點正上方某處以某一水平初速度向右拋出,小球恰好能無碰撞地從A點進入圓軌道內側,今后沿圓軌道運動抵達B點.已知重力加速度為g,求:

38/48(1)小球初速度大小;39/48(2)小球運動到B點時對圓軌道壓力大小.答案:(2)6mg40/48實戰(zhàn)高考真題演練1.[運動合成與分解](·全國Ⅱ卷,16)因為衛(wèi)星發(fā)射場不在赤道上,同時衛(wèi)星發(fā)射后需要從轉移軌道經過調整再進入地球同時軌道.當衛(wèi)星在轉移軌道上飛經赤道上空時,發(fā)動機點火,給衛(wèi)星一附加速度,使衛(wèi)星沿同時軌道運行.已知同時衛(wèi)星圍繞速度約為3.1×103m/s,某次發(fā)射衛(wèi)星飛經赤道上空時速度為1.55×103m/s,此時衛(wèi)星高度與同時軌道高度相同,轉移軌道和同時軌道夾角為30°,如圖所表示.發(fā)動機給衛(wèi)星附加速度方向和大小約為(

)A.西偏北方向,1.9×103m/s B.東偏南方向,1.9×103m/sC.西偏北方向,2.7×103m/s D.東偏南方向,2.7×103m/s

B41/4842/482.[平拋運動問題](·全國Ⅰ卷,15)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不一樣乒乓球(忽略空氣影響).速度較大球越過球網,速度較小球沒有越過球網;其原因是(

)A.速度較小球下降相同距離所用時間較多B.速度較小球在下降相同距離時在豎直方向上速度較大C.速度較大球經過同一水平距離所用時間較少D.速度較大球在相同時間間隔內下降距離較大C43/4844/483.[圓周運動問題](·全國Ⅲ卷,20)(多項選擇)

如圖,一固定容器內壁是半徑為R半球面,在半球面水平直徑一端有一質量為m質點P.它在容器